Quasar mais próximo da Terra é alimentado por dois buracos negros

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Observações com o telescópio espacial Hubble sugerem que o quasar Markarian 231 (Mrk 231), o mais próximo objeto do tipo da Terra, é alimentado por dois buracos negros supermaciços que orbitam um o outro no centro da galáxia que o abriga. Entre os objetos mais “luminosos” do céu, os quasares (contração dos termos em inglês para “objetos quase estelares”) emitem enormes quantidades de radiação ao longo do espectro eletromagnético, que pode ser equivalente à luz de mais de 1 trilhão de estrelas, graças à energia gerada pela matéria enquanto é atraída, aquecida e consumida por estes gigantescos monstros cósmicos nos seus chamados discos de acreção. A grande maioria dos quasares conhecidos está a bilhões de anos-luz de distância de nosso planeta, mas o Mrk 231 foi encontrado muito mais perto, a “meros” 581 milhões de anos-luz.

A descoberta do sistema binário de buracos negros no Mrk 231 foi possível graças ao grande número de observações da radiação ultravioleta emitida pelo objeto nos arquivos do Hubble. Nelas, os cientistas notaram que as emissões caíam abruptamente na direção do centro do quasar. Se o objeto fosse alimentado por apenas um buraco negro, todo disco de acreção deveria brilhar de maneira mais uniforme em ultravioleta. Assim, a explicação mais provável para o fenômeno observado, com base também em modelos dinâmicos, é que o centro do disco de acreção do quasar está sendo “esculpido” no formato de uma rosquinha pela ação de dois buracos negros, em que o menor deles orbita a parte interna do disco de acreção do maior enquanto mantém seu próprio “minidisco” também produzindo emissões em ultravioleta.

Segundo os cientistas responsáveis pela descoberta, publicada recentemente no periódico científico “The Astrophysical Journal”, a indicação de que o Mrk 231 é aliemntado por um sistema binário de buracos negros leva a crer que muitos outros objetos do tipo no Universo têm a mesma configuração.

“Estamos extremamente animados com este achado porque ele não só mostra a existência de um sistema binário de buracos negros no Mrk 231 como também abre caminho para procurarmos outros buracos negros binários por meio de suas emissões de luz ultravioleta”, diz Youjun Lu, pesquisador do Observatório Nacional de Astronomia da China e um dos autores da descoberta.

Pelos cálculos dos cientistas, o maior dos dois buracos negros do Mrk 231 tem cerca de 150 milhões de vezes a massa do Sol, enquanto o menor tem uma massa equivalente a 4 milhões de vezes a da nossa estrela, similar à estimada do buraco negro supermaciço no centro de nossa própria galáxia, a Via Láctea. Eles completam uma órbita em torno do outro a cada 1,2 ano e o sistema binário de buracos negros teria sido resultado da fusão das galáxias que abrigavam ambos. Como evidências deste processo, os astrônomos apontam o fato de a galáxia que o abriga, também chamada Markarian 231, ter um formato assimétrico, com uma longa “cauda” de grandes, jovens e quentes estrelas azuis. As fusões de galáxias são conhecidas por promover um surto na formação de novas estrelas, e no caso da Markarian 231 esta taxa é cerca de cem vezes maior que a da Via Láctea.

“As estruturas de nosso Universo, como as galáxias gigantes e os aglomerados de galáxias, crescem com a fusão de sistemas menores em maiores, e sistemas binários de buracos negros são então uma consequência natural destes processos”, lembra Xinyu Dai, coautor da descoberta e pesquisador da Universidade de Oklahoma, nos EUA.

Os cientistas preveem que os dois buracos negros no centro da Markarian 231 vão continuar a orbitar cada vez mais próximos até colidirem e se unirem num prazo de algumas centenas de milhares de anos, num evento que está entre os mais poderosos e energéticos conhecidos no Universo.